Una capa de un átomo de oro
Los investigadores crean el "goldene
Por primera vez, los científicos han conseguido crear láminas de oro de un solo átomo de grosor. El material se ha denominado goldeno. Según investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia), esto ha conferido al oro nuevas propiedades que pueden hacerlo apto para aplicaciones como la conversión del dióxido de carbono, la producción de hidrógeno y la fabricación de productos químicos de valor añadido. Los resultados se publican en la revista Nature Synthesis.
Por primera vez, los científicos han conseguido crear láminas de oro de un solo átomo de grosor.
Olov Planthaber
Hace tiempo que los científicos intentan fabricar láminas de oro de un átomo de grosor, pero fracasan por la tendencia del metal a aglomerarse. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Linköping lo han conseguido gracias a un método centenario utilizado por los herreros japoneses.
"Si se hace un material extremadamente fino, ocurre algo extraordinario, como con el grafeno. Lo mismo ocurre con el oro. Como se sabe, el oro suele ser un metal, pero si tiene una capa de un átomo de grosor, el oro puede convertirse en semiconductor", explica Shun Kashiwaya, investigador de la División de Diseño de Materiales de la Universidad de Linköping.
Para crear el goldeno, los investigadores utilizaron un material base tridimensional en el que el oro se incrusta entre capas de titanio y carbono. Pero dar con el goldeno resultó todo un reto. Según Lars Hultman, catedrático de Física de Películas Delgadas de la Universidad de Linköping, parte del progreso se debe a la serendipia.
"Habíamos creado el material base pensando en aplicaciones completamente distintas. Empezamos con una cerámica conductora de la electricidad llamada carburo de titanio y silicio, en la que el silicio está en capas finas. Entonces la idea era recubrir el material con oro para hacer un contacto. Pero cuando expusimos el componente a altas temperaturas, la capa de silicio fue sustituida por oro dentro del material base", explica Lars Hultman.
Este fenómeno se llama intercalación y lo que los investigadores habían descubierto era carburo de titanio y oro. Desde hacía varios años, los investigadores disponían de carburo de titanio y oro sin saber cómo se podía exfoliar el oro, por así decirlo.
Por casualidad, Lars Hultman encontró un método que se utiliza en el arte de la forja japonesa desde hace más de cien años. Se trata del reactivo de Murakami, que elimina los restos de carbono y cambia el color del acero en la fabricación de cuchillos, por ejemplo. Pero no era posible utilizar exactamente la misma receta que utilizaban los herreros. Shun Kashiwaya tuvo que buscar modificaciones:
"Probé distintas concentraciones del reactivo de Murakami y distintos periodos de tiempo para el grabado. Un día, una semana, un mes, varios meses. Nos dimos cuenta de que cuanto menor era la concentración y más largo el proceso de grabado, mejor. Pero seguía sin ser suficiente", afirma.
El grabado también debe realizarse en la oscuridad, ya que el cianuro se desarrolla en la reacción cuando le da la luz, y disuelve el oro. El último paso era conseguir que las láminas de oro fueran estables. Para evitar que las láminas bidimensionales expuestas se enroscaran, se añadió un tensioactivo. En este caso, una molécula larga que separa y estabiliza las láminas, es decir, un tensioactivo.
"Las láminas de goldeno están en una solución, como copos de maíz en la leche. Utilizando una especie de "tamiz", podemos recoger el oro y examinarlo con un microscopio electrónico para confirmar que lo hemos conseguido. Y lo hemos conseguido", afirma Shun Kashiwaya.
Las nuevas propiedades del goldeno se deben a que el oro tiene dos enlaces libres cuando es bidimensional. Gracias a ello, las aplicaciones futuras podrían incluir la conversión del dióxido de carbono, la catálisis generadora de hidrógeno, la producción selectiva de productos químicos de valor añadido, la producción de hidrógeno, la purificación del agua, la comunicación y mucho más. Además, la cantidad de oro utilizada en las aplicaciones actuales puede reducirse considerablemente.
El siguiente paso de los investigadores del LiU es investigar si es posible hacer lo mismo con otros metales nobles e identificar otras aplicaciones futuras.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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